一种地铁车站基坑开挖渣土输送方法与流程

本发明属于城市地铁施工技术领域，具体涉及一种地铁车站基坑开挖渣土输送方法。

背景技术：

地铁施工通常从开挖车站基坑开始，然后向两端区间施工。一般的车站基坑为矩形，长度可达200m，深度为几十米不等。地铁车站基坑土方施工一般是沿车站纵向放坡，按照分层、分段、分块的程序逐次开挖。基坑浅层土方通常使用普通挖掘机开挖。当基坑达到一定深度后，在基坑的底部配置普通挖掘机，在基坑的边缘配置长臂挖掘机，普通挖掘机在基坑底部开挖土方，并将渣土送入长臂挖掘机的铲斗内，随后再由长臂挖机将渣土倒入运渣车内外弃。按照上述施工组织方式，基坑每加深一层，基坑内将多一个施工层，并且每个施工层面上均需要配置多台挖掘机，才能实现渣土逐层外弃。

上述基坑渣土输送方式存在明显的缺点：需要配置的挖掘机数量较多，并且需要使用长臂挖掘机，施工成本高，设备筹备困难；挖掘机施工速度快，而渣土向外输送速度慢，两者存在明显的矛盾，并随着基坑加深，矛盾更为明显。常用的起重机、抓斗同样存在施工效率低，无法满足快速出渣的施工要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种地铁车站基坑施工渣土快速输送方法，该施工方法使用波状挡边输送机运送渣土，可实现渣土连续输送，并随着基坑深度的增加，可延长波状挡边输送机的长度，自动化程度高度、工人劳动强度低、渣土输送效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种地铁车站基坑开挖渣土输送方法，该输送方法包括如下：步骤一、布设一套波状挡边带式输送机，波状挡边带式输送机包括输送机本体和储带机构；输送机本体由机头端到机尾端依次为机头水平段，机体倾斜段和机体垂直段；机头水平段布设于基坑外的地面基础上，机体垂直段沿竖直方向设置于连续墙的侧壁上，且其端部靠近基坑底部；机体倾斜段连接机头水平段和机体垂直段间；机头水平段和机体垂直段的机体均可拆卸；储带机构位于机头水平段的下部，通过波状挡边输送带与机头水平段和机体倾斜段相连接，与机头水平段、机体倾斜段和机体垂直段形成了波状挡边输送带的传输回路；且随着基坑开挖深度的增加，在需要延长机体垂直段的长度时，可通过减少储带机构段的波状挡边输送带的长度，将该长度的波状挡边输送带顺次延展至机体垂直段，当需要继续延长机体垂直段的长度时，可通过缩短机头水平段的长度，并将该长度的波状挡边输送带顺次延展至机体垂直段；

步骤二、在基坑底部布置移动式输送机和挖掘机，各挖掘机用于开挖渣土，并将渣土装于移动式输送机上，移动式输送机的一端靠近机体垂直段，用于将渣土输送至机体垂直段；

步骤三、各挖掘机在基坑底部开挖渣土，将渣土倾倒至移动式输送机上，移动式输送机将渣土输送至机体垂直段，渣土随着波状挡边输送带被输送至基坑外；

步骤四、随着基坑开挖深度的增加，依次减少储带机构段的波状挡边输送带的长度，将该长度的波状挡边输送带顺次延展至机体垂直段，并增加机体垂直段的机体，增加的机体长度与增加的波状挡边输送带的长度相一致，直至机体垂直段的端部靠近基坑底部；直至储带机构段无可缩减的波状挡边输送带；移动式输送机将渣土输送至机体垂直段，渣土随着波状挡边输送带被输送至基坑外；

步骤五、随着基坑开挖深度的增加，依次缩短机头水平段的机体长度，并将缩短的长度增加至机体垂直段，直至机体垂直段的端部靠近基坑底部；移动式输送机将渣土输送至机体垂直段，渣土随着波状挡边输送带被输送至基坑外；完成基坑的开挖。

进一步地，该波状挡边带式输送机布设于基坑长边所在侧，机体倾斜段与机头水平段相连接的一端高于其与机体垂直段相连接的一端，且由桥式起重机轨道下方穿过。

进一步地，该机头水平段包括多个水平放置的机身框架，多个机身框架顺次排布，形成长条状结构，相邻的机身框架间可拆卸连接，机身框架上部和下部用于承载波状挡边输送带。

进一步地，该储带机构由多个储带改向滚筒和储带压带轮组成，均位于头部水平段下方，多个储带改向滚筒沿着机身框架的长度方向间隔排布；多个储带压带轮位于储带改向滚筒的下方，沿着机头水平段的长度方向间隔排布，且与储带改向滚筒交错设置；波状挡边输送带在机头水平段的头端转向后依次绕于储带改向滚筒和储带压带轮，顺次经过机体倾斜段和机体垂直段，在机体垂直段的端部转向，波状挡边输送带在机头水平段、储带机构、机体倾斜段和机体垂直段间形成回路。

进一步地，该步骤四的具体过程为：减少储带机构前侧或后侧的一个储带压带轮，拆除后的储带压带轮两侧的两个储带改向滚筒间多余出波状挡边输送带，增加机体垂直段的承载波状挡边输送带的框架的长度，将多余出的波状挡边输送带顺次延展至增加的框架上，即实现了延长机体垂直段的长度。

进一步地，该步骤五的具体过程为：拆除机头水平段的机身框架，将机身框架安装于机体垂直段，将多余出的波状挡边输送带顺次延展至增加的框架上，即实现了延长机体垂直段的长度。

本发明还公开了一种波状挡边带式输送机，包括输送机本体和储带机构，输送机本体由机头端到机尾端依次包括机头水平段，机体倾斜段和机体垂直段，储带机构由多个储带改向滚筒和储带压带轮组成，均位于头部水平段下方，多个储带改向滚筒沿着机头水平段的长度方向间隔排布；多个储带压带轮位于储带改向滚筒的下方，沿着机机头水平段的长度方向间隔排布，且与储带改向滚筒交错设置；输送机本体在机头水平段的头端转向后依次绕于储带改向滚筒和储带压带轮；波状挡边输送带在机头水平段、储带机构、机体倾斜段和机体垂直段间形成回路。

本发明一种地铁车站基坑开挖渣土输送方法具有如下优点：1、解决地铁车站基坑施工渣土输送的难题，对于提高渣土输送效率，缩短施工周期，减低施工成本具有良好的效果。2、波状挡边带式输送机采用模块化装配，可根据施工场地设置安装方式，适应性高；波状挡边带式输送机自动化程度高，可减少施工人员配置；波状挡边带式输送机固定在基坑的边缘，采用波状挡边输送带连续输送渣土，可提高施工可靠性、安全性。3、可以减少挖掘机，特别是长臂挖掘机的配置数量，降低了设备配置的困难；可改进基坑开挖方法，不再需要沿基坑纵向放坡施工，只需逐层向下开挖即可，有利于基坑开挖施工组织。4、可用于其他地下工程建设需要，为渣土输送提供一种高效、可靠的施工设备和施工方法。

附图说明

图1是本发明中的输送方法在基坑内施工的结构示意图；

图2是本发明中机头水平段的结构示意简图；

图3是本发明中机身垂直段末端的结构示意简图；

图4是本发明中波纹挡边输送带的结构图；

图5是本发明中压带轮工作原理图；

其中：1地面基础；2.波纹挡边带式输送机；a.机头水平段；b.机体倾斜段；c.机体垂直段；2-1.头部机架导轨；2-2.行走装置；2-3.头部机架；2-4.机身框架支架导轨；2-5.驱动滚筒；2-6.波状挡边输送带；2-6-1.基带；2-6-2.波状挡边；2-6-3.横隔板；2-7.机身框架支架；2-8.机身框架；2-9.上托辊；2-10.下托辊；2-11.输送机改向滚筒；2-12.凸弧机架；2-13.末端框架；2-14.末端改向滚筒；2-15.给料斗；2-16.张紧装置；3.储带机构；3-1.储带改向滚筒；3-2.储带压带轮；3-2-1.压带轮大轮；3-2-2.压带轮小轮；4.桥式起重机轨道；5.移动式输送机；6.挖掘机；7.基坑；8.连续墙。

具体实施方式

本发明一种地铁车站基坑开挖渣土输送方法，该输送方法包括如下：如图1所示，步骤一、布设一套波状挡边带式输送机2，波状挡边带式输送机2包括输送机本体和储带机构3；

输送机本体由机头端到机尾端依次为机头水平段a，机体倾斜段b和机体垂直段c；机头水平段a布设于基坑7外的地面基础1上，机体垂直段c沿竖直方向设置于连续墙8的侧壁上，且其端部靠近基坑7底部；机体倾斜段b连接机头水平段a和机体垂直段c间；机头水平段a和机体垂直段c的机体均可拆卸；

储带机构3位于机头水平段a的下部，通过波状挡边输送带与机头水平段a和机体倾斜段b相连接，与机头水平段a、机体倾斜段b和机体垂直段c形成了波状挡边输送带的传输回路；且随着基坑7开挖深度的增加，在需要延长机体垂直段c的长度时，可通过减少储带机构3段的波状挡边输送带的长度，将该长度的波状挡边输送带顺次延展至机体垂直段c，当需要继续延长机体垂直段c的长度时，可通过缩短机头水平段a的长度，并将该长度的波状挡边输送带顺次延展至机体垂直段c；

步骤二、在基坑7底部布置移动式输送机5和挖掘机6，各挖掘机6用于开挖渣土，并将渣土装于移动式输送机5上，移动式输送机5的一端靠近机体垂直段c，用于将渣土输送至机体垂直段c；

步骤三、各挖掘机6在基坑底部开挖渣土，将渣土倾倒至移动式输送机5上，移动式输送机5将渣土输送至机体垂直段c，渣土随着波状挡边输送带被输送至基坑7外；

步骤四、随着基坑7开挖深度的增加，依次减少储带机构3段的波状挡边输送带的长度，将该长度的波状挡边输送带顺次延展至机体垂直段c，并增加机体垂直段c的机体，增加的机体长度与增加的波状挡边输送带的长度相一致，直至机体垂直段c的端部靠近基坑7底部；直至储带机构3段无可缩减的波状挡边输送带；移动式输送机5将渣土输送至机体垂直段c，渣土随着波状挡边输送带被输送至基坑7外；

步骤五、随着基坑7开挖深度的增加，依次缩短机头水平段a的机体长度，并将缩短的长度增加至机体垂直段c，直至机体垂直段c的端部靠近基坑7底部；移动式输送机5将渣土输送至机体垂直段c，渣土随着波状挡边输送带被输送至基坑7外；完成基坑7的开挖。

波状挡边带式输送机2布设于基坑7长边所在侧，机体倾斜段b与机头水平段a相连接的一端高于其与机体垂直段c相连接的一端，且由桥式起重机轨道4下方穿过。

如图2所示，机头水平段a包括多个水平放置的机身框架2-8，多个机身框架2-8顺次排布，形成长条状结构，相邻的机身框架2-8间可拆卸连接，机身框架2-8上部和下部用于承载波状挡边输送带2。

如图5所示，该可延长的波状挡边输送带由设置的储带机构3实现，储带机构3由多个储带改向滚筒3-2和储带压带轮3-1组成，均位于头部水平段a下方，多个储带改向滚筒3-2沿着机身框架2-8的长度方向间隔排布；多个储带压带轮3-1位于储带改向滚筒3-2的下方，沿着机头水平段a的长度方向间隔排布，且与储带改向滚筒3-2交错设置；波状挡边输送带在机头水平段a的头端转向后依次绕于储带改向滚筒3-2和储带压带轮3-1，顺次经过机体倾斜段b和机体垂直段c，在机体垂直段c的端部转向，波状挡边输送带在机头水平段a、储带机构3、机体倾斜段b和机体垂直段c间形成回路。

步骤四的具体过程为：减少储带机构3前侧或后侧的一个储带压带轮3-1，拆除后的储带压带轮3-1两侧的两个储带改向滚筒3-2间多余出波状挡边输送带2-6，增加机体垂直段c的承载波状挡边输送带2-6的框架的长度，将多余出的波状挡边输送带2-6顺次延展至增加的框架上，即实现了延长机体垂直段c的长度。

步骤五的具体过程为：拆除机头水平段a的机身框架2-8，将机身框架2-8安装于机体垂直段c，将多余出的波状挡边输送带2-6顺次延展至增加的框架上，即实现了延长机体垂直段c的长度。

本发明还公开了一种波状挡边带式输送机，包括输送机本体和储带机构3，输送机本体由机头端到机尾端依次包括机头水平段a，机体倾斜段b和机体垂直段c，储带机构3由多个储带改向滚筒3-2和储带压带轮3-1组成，均位于头部水平段a下方，多个储带改向滚筒3-2沿着机头水平段a的长度方向间隔排布；多个储带压带轮3-1位于储带改向滚筒3-2的下方，沿着机机头水平段a的长度方向间隔排布，且与储带改向滚筒3-2交错设置；输送机本体在机头水平段a的头端转向后依次绕于储带改向滚筒3-2和储带压带轮3-1；波状挡边输送带在机头水平段a、储带机构3、机体倾斜段b和机体垂直段c间形成回路。

机头水平段a包括头部机架导轨2-1、头部机架2-3、凸弧机架2-12、机身框架2-8、上托辊2-9、机身框架支架2-7、机身框架支架导轨2-4、驱动滚筒2-5、输送机改向滚筒2-11；头部机架2-3和凸弧机架2-12位于机头水平段a的头端和尾端；机身框架2-8为多个，多个机身框架2-8顺次排布，形成长条状结构，相邻的机身框架2-8间可拆卸连接；多个机身框架2-8设置于对应的多个机身框架支架2-7上，各机身框架支架2-7顺次排布，形成长条状结构，与连接在一起的多个机身框架2-8的长度相一致。机身框架支架2-7的两端设置在对应的头部机架2-3和凸弧机架2-12上。机身框架2-8的上部沿其长度方向间隔设置有多个上托辊2-9，用于支撑波状挡边输送带2-6。机身框架2-8的上部沿其长度方向间隔设置有多个下托辊2-10；机身框架支架2-7与头部机架2-3通过机身框架支架导轨2-4连接，两者可相对滑动。头部机架2-3的顶部设置有驱动滚筒2-5；凸弧机架2-12上部设置有输送机改向滚筒2-11，波状挡边输送带2-6环绕于驱动滚筒2-5和输送机改向滚筒2-11。

开挖基坑7时，为便于施工物资输送，基坑7的两侧通常要设置桥式起重机轨道4，且设置于基坑7两长边侧。为避免设备相互干涉，所以设置了倾斜的机体倾斜段b，且将基坑7上边缘设置为斜坡状，机体倾斜段b沿斜坡布设，除去不包括储带机构3，其结构与机头水平段a的结构相同，并且，这也是波状挡边带式输送机2的基本结构。

如图3所示，机体垂直段c竖直设置于连续墙8的侧壁上，其末端设置有末端框架2-13、末端改向滚筒2-14、给料斗2-15和张紧机构2-16，末端框架2-13设置在机身框架的末端，并垂直固定在连续墙8上。末端改向滚筒2-14设置在末端框架2-13上可沿垂直方向上下移动。给料斗2-15设置在末端框架2-13的外侧。张紧机构2-16设置在末端框架2-13上，一端与末端框架2-13连接，另一端与末端改向滚筒2-14连接，可通过张紧机构2-16带动末端改向滚筒2-14移动，实现波状挡边输送带2-6预紧。张紧机构2-16可采用液压油缸或螺旋丝杠的形式，均为已有的部件。

可延长的波状挡边输送带由设置的储带机构3实现，储带机构3由多个储带改向滚筒3-1和储带压带轮3-1组成，均位于，头部机架2-3和凸弧机架2-12之间，且位于机身框架支架2-7下方，多个储带改向滚筒3-1沿着机身框架支架2-7的长度方向间隔排布；多个储带压带轮3-1位于储带改向滚筒3-1的下方，沿着机身框架支架2-7的长度方向间隔排布，且与储带改向滚筒3-1交错设置；波状挡边输送带2-6在机头水平段a的头端转向后依次绕于储带改向滚筒3-1和储带压带轮3-1，与机体垂直段c间形成回路。储带改向滚筒3-1设置在机身框架支架2-7上，储带压带轮3-1设置在地面基础1上。

波状挡边输送带2-6绕过波状挡边带式输送机2两端的驱动滚筒2-5和末端改向滚筒2-14，并绕经储带机构3、输送至改向滚筒2-11，形成一个环形结构，可实现连续回转运动。如图4所示，波状挡边输送带2-6为常用结构，由基带2-6-1、波纹挡边2-6-2和横隔板2-6-3组成。波纹挡边2-6-2设置在带2-6-1的两侧，在波纹挡边2-6-2间、且沿着基带2-6-1的长度方向间隔设置有横隔板2-6-3。波状挡边输送带2-6绕经压带轮3-2时，压带轮大轮3-2-1与基带2-6-1接触，压带轮小轮3-2-2与波纹挡边2-6-2的顶端接触，如图5所示。

挖掘机6和移动式输送机5放置在基坑7的底部，均为常规施工装备。挖掘6机用于开挖渣土，移动式输送机5的作用时将开挖的渣土送入波状挡边输送带2-6内，因而移动式输送机5的卸料口需设置在波状挡边输送机2的给料斗2-15上方。

地铁车站基坑开挖渣土运输方法简述如下：

当地铁车站基坑开挖到一定深度，仅仅依靠常规挖掘机无法外弃渣土时，可采用本发明输送基坑内的渣土。一套波状挡边带式输送机布置在地铁车站基坑7的长边边缘。基坑7开挖过程中，其深度是逐渐增加的，为满足出渣需求，波状挡边带式输送机配置了储带机构3，可实现随基坑7深度的增加，延长波状挡边带式输送机的竖直长度。为避免与基坑7边缘的桥式起重机轨道4干涉，在基坑边缘设置了斜坡，可供波状挡边带式输送机下穿桥式起重机轨道4。

在基坑7底部使用挖掘机6开挖渣土，通过移动式输送机5将渣土送入波状挡边带式输送机机体垂直段c底部的给料斗2-15内。渣土随着波状挡边输送带被输送至基坑7外，并在驱动滚筒2-5处完成卸料。随着基坑7开挖深度增加，波状挡边带式输送机的机身垂直段c需要向下延伸。可通过减少储带机构3前侧或后侧的一个压带轮释放一定长度的波状挡边输送带2-6。释放的波状挡边输送带2-6的长度与波状挡边带式输送机机身垂直段需要向下延伸的长度匹配。解除末端框架2-13与机身垂直段机身框架之间连接装置，并在上述两者之间增加一段机身框架。机身框架的长度为同一规格，并且与波状挡边带式输送机机身垂直段c需要向下延伸的长度相等。使用张紧机构2-16预紧波状挡边输送带，满足驱动滚筒需要的摩擦力。至此、可实现延长机身垂直段c的长度。

由于波状挡边输送带结构复杂，占用空间较大，储带机构3可储存的长度有限。当储带结构3完全释放储存的波状挡边输送带后，可通过缩短机头水平段的长度实现延长机身垂直段的长度。具体方法如下：拆除机头水平段a靠近驱动滚筒2-5一端的一个机身框架2-8，松开头部机架底部的行走与装置2-2，并驱动头部机架2-3沿着头部机架导轨2-1向凸弧机架2-12方向移动，同时头部机架2-3与机身框架支架2-7之间产生移动。当移动一个机身框架2-8的长度后，通过行走装置2-2锁紧头部机架，同时连接头部机架2-3和机身框架2-8。解除末端框架2-13与机身垂直段机身框架之间连接装置，并将拆卸下的机身框架2-8安装在上述两者之间。使用张紧机构2-16预紧波状挡边输送带，满足驱动滚筒需要的摩擦力。至此、可再次实现延长机身垂直段c的长度。

波状挡边带式输送机2的机体垂直段c可随基坑7的深度增加而延长。权利要求1公布了两种延长机体垂直段c的方法：一种是通过储带机构3储存了波状挡边输送带2-6，通过减少储带改向滚筒3-1可逐步释放储存的波状挡边输送带2-6；另一种方法是拆除机头水平段a的机身框架2-8，并将拆除下的机身框架2-8安装在机体垂直段c，通过缩短机头水平段a的长度，延长了机体垂直段c的长度。波状挡边带式输送机的机身垂直段c向下延伸后，可满足挖掘机6、移动式输送机5的作业高度要求，进而实现了渣土向基坑7外连续输送，提高了渣土输送效率和施工安全性。